[发明专利]基于光学编码的追踪与定位系统与方法

摘要

本发明涉及本发明涉及无人机及其应用技术领域，为提供一套能自动跟踪军警/安全人员位置同时提供周边势态的检测系统，包括一种结合了小而轻便、易于部署/回收、且工作高度适用于城区环境的无人机平台。为此，本发明采取的技术方案是，基于光学编码的追踪与定位系统，包括追踪平台、导航平台和信息终端；追踪平台为根据任务需要而搭载不同模块的四轴无人机，包括光学追踪模块、信息处理模块、传感器模块、机电控制模块、通信模块。本发明主要应用于无人机应用场合。

主权项

一种基于光学编码的追踪与定位方法，其特征是，借助于如下系统实现：系统包括追踪平台、导航平台和信息终端；追踪平台为根据任务需要而搭载不同模块的四轴无人机，包括光学追踪模块、信息处理模块、传感器模块、机电控制模块、通信模块；光学追踪模块由光学镜头组成，捕获导航平台信号灯发来的光学信号；信息处理模块根据光学追踪模块捕捉到的信息来计算到跟踪目标的距离并作出相应动作；传感器模块为角度传感器，用于探测追踪平台的状态；机电控制模块根据信息处理模块的各种指令来进行控制；信息处理模块通过通信模块与信息终端相连接；导航平台包括穿戴设备、信号灯，为追踪平台提供导航及位置信息；信息终端与追踪平台通信，在遥控状态中直接遥控追踪平台、处理显示信息；该方法包括如下步骤：第一步，开机校准，已知信号灯间距L0和2个球状信号灯的直径Z0，在竖直位置等高处、水平位置在安全距离D0＝1m处将光学追踪模块对准信号灯并将其置于约2个球状信号灯中垂线位置，D1为此刻的像距，L1为此刻L0所成像的大小，Z为此刻Z0所成像的大小，根据有记录L1，根据有记录Z；第二步，放飞，此间机电控制模块调整光学追踪模块使得目标一直位于画面中心附近，方法为：l1为光学追踪模块到左边信号灯的距离，l2为光学追踪模块到右边信号灯的距离，Zi，i＝1，2；为此刻2个球状信号灯所成像的大小，从而有i＝1，2，若l1＝l2即Z1＝Z2，则追踪平台在水平方向上保持该位置；若l1＞l2即Z1＜Z2，则朝着左边移动直至Z1＝Z2；若l1＜l2即Z1＞Z2，则朝着右边移动直至Z1＝Z2；第三步，测距，S为光学追踪模块到信号灯连线之间的距离，L为此时所成像的大小，从而有待其上升至预设高度，测量高度的方法为：设置光学追踪模块与竖直方向的夹角θ并一直保持，由角度传感器负责，放飞过程中当信号灯首次出现在视野中便开始测量高度，追踪目标身高为H0，追踪平台飞行高度为h，追踪平台与追踪目标之间的水平距离为d，光学追踪模块到信号灯连线之间的距离为S，则有d＝S·sinθ，第四步，判断，若S＜D0即L1＜L，则上升直至L1＝L，若S≥D0即L1≥L，则听从指令。